地下空間商業(yè)建筑的安全疏散設計

地下空間商業(yè)建筑的安全疏散設計

目前，地下商場的開發(fā)呈現出區(qū)域擴張的趨勢，員工密度高。作為一個相對封閉的空間，其內部環(huán)境復雜，大量類型的商品，使地下商場起火風險很大。相對于地面建筑,地下商場依靠應急照明和疏散指示標志引導緊急疏散,火災發(fā)生時,處于密閉空間的地下商場產生的煙氣量大,并持續(xù)高溫,給安全疏散造成了困難。因此,在地下商場的安全疏散設計中,要逐步完善安全疏散距離的計算、確定安全出口的數量等。國家相關技術標準對地下商場的安全疏散進行了明確規(guī)定,在嚴格執(zhí)行規(guī)范的同時,針對其相關技術規(guī)范的差異,應仔細研究和探討。1地下商場安全對策的差異1.1采用離散寬度計算1.1.1安全出口寬度的確定GB50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》(以下簡稱“建規(guī)”)中第5.3.17條對疏散寬度的規(guī)定為:地下建筑中上層樓梯的總寬度應按其下層人數最多一層的人數計算。而針對高層建筑的地下室及半地下室等的疏散寬度設計,GB50045-2005《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(以下簡稱“高規(guī)”)第6.1.12條,每個防火分區(qū)的安全出口不應少于2個,每層疏散樓梯總寬度計算時應考慮影響因素,下層疏散樓梯總寬度應按上層人數最多的一層計算?！敖ㄒ?guī)”和“高規(guī)”對疏散總寬度計算標準的不同,因此計算標準應按某一層為單元進行計算。而針對地下商場等建筑的安全疏散計算,按照GB50098-2009《人民防空工程設計防火規(guī)范》第5.1.5條,每個防火分區(qū)安全出口和相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的總寬度,在計算時應按該防火分區(qū)設計容納總人數與疏散寬度指標的乘積計算確定。從中可以看出,GB50098-2009以防火分區(qū)為單元對疏散總寬度進行計算。1.1.2按規(guī)范計算疏散總寬度,根據其規(guī)定,分按照“高規(guī)”的計算方式,疏散出口總寬度應按照通過人數滿足每100人不小于1.00m的標準計算。再由“建規(guī)”和GB50098-2009,計算標準分為兩種方式:(1)當防火分區(qū)被限定在室內地坪與室外出入口地面高差不大于10m,疏散寬度指標應為每100人不小于0.75m。(2)當防火分區(qū)限定在室內地坪與室外出入口地面高差大于10m時,指標應為每100人不小于1.00m。計算中應保證樓梯的寬度不小于對應的出口寬度。地下商場的面積呈現擴大化的趨勢,面積的增大使地下商場在劃分防火分區(qū)時,為了滿足規(guī)范要求,增多了防火分區(qū)的數量,有的大型地下商業(yè)街甚至達到了幾十個。根據規(guī)范的計算順序,即整層的疏散寬度→每個防火分區(qū)的疏散寬度,整層疏散寬度應涵蓋每層樓梯的寬度,并納入計算數值;對防火分區(qū)的疏散寬度的計算,應將如相鄰防火分區(qū)之間防火墻上的防火門寬度、借用相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度的比例等因素納入其中,在規(guī)范中未進行明確的規(guī)定。而GB50098-2009中,對整層的疏散總寬度是不計算的,在設計中保證每個防火分區(qū)設置一個安全出口,且安全出口必須采用直通室外的方式,當單個防火分區(qū)疏散寬度不滿足要求,由相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度來達到要求。假定某車站(以下簡稱“案例A”)兩側的地下商場建筑面積為15500m2,由于該地下商場承擔商業(yè)用途的同時,擔負地下過街通道等功能,在消防設計中,將防火分區(qū)劃定為10個。根據規(guī)范計算該地下商場的疏散總寬度為69.17m,需直通室外的疏散樓梯的數量按照每個樓梯間的寬度為1.4m計算,為49座。但按照GB50098-2009規(guī)范的要求,不計算每層疏散總寬度,該地下商場只需按照劃定的10個防火分區(qū),設計10個直通室外的疏散樓梯即符合條件。由于要求不同,計算出的數值存在巨大差異。1.2營業(yè)面積的算式地下商場的人員數量計算,按照GB50098-2009中的要求,地下商場營業(yè)部分疏散人員時,應以營業(yè)廳面積及服務顧客占用空間的面積總數為基礎,具體計算方式未采取明確性規(guī)定。參照“建規(guī)”的計算方式,即:每層營業(yè)廳面積與面積折算率(不小于70%)和疏散人數換算系數的乘積,規(guī)范中對營業(yè)廳的建筑面積進行了說明,包括營業(yè)廳范圍內的柜臺、展臺、貨架以及走道等場所,這些場所都是在人員流動的區(qū)域,計算的面積值甚至包括衛(wèi)生間、樓梯間、自動扶梯等的建筑面積。地下商場采取防火分隔的區(qū)域較多,這些涉及的區(qū)域經實際論證,可不計入建筑面積內,確定商店營業(yè)廳疏散人數時的計算面積與建筑面積的定量關系對計算較為有利,在實踐中也較為常用。2地下商場安全配置工程的要點分析2.1安全疏散的需求地下商場人員的安全疏散,對于保證人員在火災發(fā)生時及時有效地撤離至關重要,由于受封閉環(huán)境的影響,地下建筑的排煙能力較差,火勢蔓延速度快,一旦發(fā)生火災,撲救難度大,易造成持續(xù)火災。安全疏散的實現,要求內在人員距離室外地面較近。因此,對地下商場的耐火等級進行提升尤為重要,在對地下商場內的商品種類、人員荷載量、產品數量進行限定的同時,還應提升疏散通道墻壁的耐火等級。2.2防火分區(qū)的面積防火分區(qū)的設計是建筑整體消防設計的基礎要素,是指在建筑物內部劃定獨立的防火隔離區(qū),其分隔方式為防火墻、耐火樓板及其他防火分隔設施,在限定的時間內,對火勢向其他區(qū)域的蔓延形成阻止和限制,從而形成相互獨立的防火空間。國家相關規(guī)范針對地下商場的特殊性,要求設有自動噴水滅火系統(tǒng)的地下商場內,防火分區(qū)的面積可達2000m2。但是,在實際的設計中,由于地下商場的封閉性,為了滿足防火分區(qū)的最大面積,往往采用大開間設計方式,這種設計方式,滿足最大防火分區(qū)的要求,通常采用防火卷簾進行分隔,卻對商場內的貨架、陳設等對疏散的影響忽略不計。從規(guī)范角度考慮,防火分區(qū)面積符合要求,疏散的有效性卻無法保證,建筑內的某一處發(fā)生火災時,應滿足當建筑物的某一個房間失火時,采取防火分隔措施防止燃燒產生的熱和煙通過樓板、門窗洞口、樓梯間或建筑構件燒損處水平及垂直擴散、蔓延。地下商場的防火分隔措施要在考慮消防安全的同時,將投入成本和功能要求等因素也納入考慮的范疇,不宜過多劃分防火分區(qū),增加投入成本,也不應為了經濟利益而忽視疏散要求,應結合實際,形成科學統(tǒng)籌的設計方式,達到能夠安全疏散人員的目的。2.3防火門及防火門地下商場的安全疏散設計要求既要滿足規(guī)范要求,同時也應兼顧商場的使用功能,在對于相鄰防火分區(qū)的設計中,可在每個防火分區(qū)滿足必須有1個直通室外的安全出口的情況下,將防火墻上的防火門作為第二個安全出口。這種設計方式,既滿足了必須設置2個安全出口的要求,也極大地節(jié)約了空間,保障了商場使用功能。2.3.1疏散總寬度的計算在地下商場的疏散寬度計算中,“高規(guī)”、“建規(guī)”與城市整體規(guī)劃的要求存在矛盾,按照規(guī)范的計算方式,從案例A可以看出,需要設置的直通室外樓梯數值很大(案例A中為49個),在具體的工程中是無法滿足的。有的設計者認為,采取這種計算方式不科學,可采用GB50098-2009的要求,疏散總寬度的計算范圍應為相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度,計入方式應為無限的納入法,室內安全區(qū)域內對相鄰防火分區(qū)進行限定,假定這種設計成立,地下商場發(fā)生火災初期,人員的安全疏散第一步是從著火區(qū)域轉向有防火分隔的隔離區(qū)域、與其相鄰非著火區(qū)域內,人員疏散不會形成障礙,對于這些未影響疏散的區(qū)域視為安全區(qū)域,在相鄰的安全防火區(qū)內轉移至室外,相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度在計算過程中,可以部分計入疏散總寬度。筆者根據這一情況建議地下商場在明確規(guī)定相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度占總疏散寬度的百分比,且不超過總疏散寬度的30%的前提下,疏散總寬度應以防火分區(qū)為單元計算。2.3.2不確定性操作的不確定性地下商店的面積折算值的確定,按照規(guī)范的要求“每層營業(yè)廳和為顧客服務用房的使用面積”存在著實際操作的不確定性。因此,應考慮營業(yè)廳面積的變化,由于人員的空間流動性,使用面積的值為可變動的取值范圍,“建規(guī)”中對于地下商場的面積折算值不應小于70%的規(guī)定,適用于地下商場面積折算值的確定,建議采用“建規(guī)”的要求計算,以減少和避免面積的變化對人數和疏散寬度的影響。2.3.3內地下主副產物ls,地下主動扶梯疏散寬度無高在現行消防設計標準中,地下商場自動扶梯的疏散寬度建議納入疏散總寬度的計算。其主要原因是自動扶梯的疏散功能是客觀的,在火災情況下,直通室外的自動扶梯已停止運行時的疏散功能等同于疏散樓梯。根據自動扶梯承載的功能性來看,將地下商場直通室外的自動扶梯疏散寬度計入總疏散寬度是必要的。兩種疏散方式的功能一致,但在實際中仍存在差異,自動扶梯的疏散寬度可折算計入總疏散寬度系數的90%,這種計算方式滿足疏散寬度要求的同時,也體現了節(jié)能的建筑理念。2.4安全出口的設置地下商場的安全出口設置,應結合工程實際情況對安全出口的位置進行路徑上的測算,根據內部防火分區(qū)的要求,安全出口的設置應為不少于兩個,且不設置在同一方向上通往相鄰防火分區(qū),避免人員疏散分布不均發(fā)生擁擠,從而影響疏散。以案例A為例,在設置安全出口時,其數量大于2個,因為該商場擔負著過街通道的功能,聯(lián)通至各個方向。2.5安全疏散設計分析仍以案例A為例,其兩側建筑面積為15500m2的地下商場,劃分為10個防火分區(qū),其安全出口的寬度為69.17m。進行消防設計時,通過對該建筑火災危險性的分析,可得疏散樓梯為34部,由于火災荷載相對集中,燃燒蔓延較為迅速,計算所得安全疏散出口寬度42.6m,且通往相鄰防火分區(qū)的疏散出口寬度為25.2m,依照安全出口折算寬度的30%計算,應為20.8m。采取自動噴水滅火系統(tǒng)確定商場內的火災按t2火計算,火災增長系數取0.04689kW/s2,最大熱釋放速率3MW。自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)應在該建筑內設置,可以有效保障安全疏散效果。日常應用時,應保證系統(tǒng)的正常運行,確保其發(fā)揮作用。根據案例中對安全出口的計算,應將消防設施納入計算的考慮因素,地下商場安全疏散對應急照明和疏散指示標志的依賴性較強,在實際的設計中,應采取模擬的方式,對可行的安全疏散方式進行分析。模擬過程中應考慮煙氣的擴散及對建筑物內部商品和結構進